專利名稱：驅(qū)動(dòng)電路、物理量檢測(cè)裝置、角速度檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)電路、物理量檢測(cè)裝置、角速度檢測(cè)裝置、集成電路裝置以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在數(shù)字相機(jī)、導(dǎo)航裝置、移動(dòng)電話等各種電子設(shè)備搭載有陀螺儀轉(zhuǎn)感器，根據(jù)陀螺儀傳感器檢測(cè)出的角速度的大小，進(jìn)行抖動(dòng)校正、航位推算、互動(dòng)感應(yīng)等處理。近些年來，要求實(shí)現(xiàn)陀螺儀傳感器的小型化和較高的檢測(cè)精度，作為滿足這些要求的陀螺儀傳感器，例如廣泛使用應(yīng)用了石英振子的諧振現(xiàn)象的振動(dòng)陀螺儀傳感器。使用這種振動(dòng)陀螺儀傳感器的情況下，為了實(shí)現(xiàn)較高的檢測(cè)精度，有效的做法是向振子賦予盡可能大的能量，使振子的振蕩變得穩(wěn)定。為此，在現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路中，生成將從振子輸出的微小振蕩電流放大至最大限度的矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并反饋給振子(專利文獻(xiàn)1、2)。專利文獻(xiàn)I :日本特開2008-14932號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-64663號(hào)公報(bào)然而，在矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中除了振子的諧振頻率分量之外還包含其奇數(shù)次的高次諧波分量，因而，由于這些高次諧波分量，有可能與振子本來的振動(dòng)模式一起激勵(lì)起其他振動(dòng)模式，可能導(dǎo)致檢測(cè)精度變差。如果通過對(duì)振子的驅(qū)動(dòng)端子附加電容充足的電容器以切取驅(qū)動(dòng)信號(hào)的邊緣，減小高次諧波分量，則能解決該問題。然而，當(dāng)增大電容器的電容值時(shí)，振子進(jìn)行穩(wěn)定振蕩所需的時(shí)間變長(zhǎng)，因此會(huì)產(chǎn)生當(dāng)接通陀螺儀傳感器的電源之后，檢測(cè)信號(hào)的電壓成為適當(dāng)電平所需的啟動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)這樣的新問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述問題點(diǎn)而完成的，根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方面，能夠提供ー種既能縮短振子進(jìn)行穩(wěn)定振蕩所需的時(shí)間，又能維持穩(wěn)定振蕩的振蕩驅(qū)動(dòng)電路、物理量檢測(cè)裝置、角速度檢測(cè)裝置、集成電路裝置以及電子設(shè)備。(I)本發(fā)明提供ー種驅(qū)動(dòng)電路，其驅(qū)動(dòng)振子進(jìn)行振蕩，該驅(qū)動(dòng)電路具有電流電壓轉(zhuǎn)換部，其將經(jīng)由第I信號(hào)線輸入的上述振子的振蕩電流轉(zhuǎn)換為電壓；驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部，其根據(jù)由上述電流電壓轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)上述振子進(jìn)行振蕩的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)由第2信號(hào)線將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給上述振子；振蕩檢測(cè)部，其根據(jù)由上述電流電壓轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)，檢測(cè)上述振子開始振蕩后上述振蕩電流是否達(dá)到了預(yù)定值；啟動(dòng)振蕩部，其根據(jù)上述振蕩檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果，輔助上述振子的振蕩動(dòng)作，直到上述振蕩電流達(dá)到上述預(yù)定值為止；第I電容器；以及開關(guān)，其根據(jù)上述振蕩檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果，在上述振蕩電流達(dá)到上述預(yù)定值之前將上述第I電容器從上述第2信號(hào)線斷開，當(dāng)上述振蕩電流達(dá)到上述預(yù)定值之后將上述第I電容器連接到上述第2信號(hào)線。根據(jù)本發(fā)明，在振子的振蕩電流達(dá)到預(yù)定值之前將第I電容器從向振子提供驅(qū)動(dòng)、信號(hào)的第2信號(hào)線斷開，當(dāng)振子的振蕩電流達(dá)到預(yù)定值之后連接第I電容器。因此，在振子的振蕩電流達(dá)到預(yù)定值之前，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的邊緣更加尖鋭，能高效地向振子提供能量，因此，能縮短振子進(jìn)行穩(wěn)定振蕩所需的時(shí)間。另ー方面，在振子的振蕩電流達(dá)到預(yù)定值之后切取驅(qū)動(dòng)信號(hào)的邊緣而減小高次諧波分量，因而能維持振子的穩(wěn)定振蕩。
(2)在該驅(qū)動(dòng)電路中，上述第I電容器和上述開關(guān)可以串聯(lián)連接于上述第I信號(hào)線與上述第2信號(hào)線之間。(3)該驅(qū)動(dòng)電路可以還具有與上述第2信號(hào)線連接的第2電容器。(4)在該驅(qū)動(dòng)電路中，上述第2電容器可以連接于上述第I信號(hào)線與上述第2信號(hào)線之間。(5)本發(fā)明提供ー種物理量檢測(cè)電路，該物理量檢測(cè)電路具有上述任意ー個(gè)方面所述的驅(qū)動(dòng)電路以及由該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)振蕩的振子。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種既能縮短從接通電源起到物理量的檢測(cè)信號(hào)達(dá)到期望電壓電平為止的啟動(dòng)時(shí)間，又能以較高精度檢測(cè)物理量的物理量檢測(cè)裝置。(6)本發(fā)明提供ー種具有上述任意ー個(gè)方面所述的驅(qū)動(dòng)電路的角速度檢測(cè)裝置。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種既能縮短從接通電源起到物理量的檢測(cè)信號(hào)達(dá)到期望電壓電平為止的啟動(dòng)時(shí)間，又能以較高精度檢測(cè)角速度的物理量檢測(cè)裝置。(7)本發(fā)明提供ー種具有上述任意ー個(gè)方面所述的驅(qū)動(dòng)電路的集成電路裝置。(8)本發(fā)明提供ー種具有上述任意ー個(gè)方面所述的驅(qū)動(dòng)電路的電子設(shè)備。


圖I是本實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置(物理量檢測(cè)裝置的一例)的功能框圖。
圖2是振子的振動(dòng)片的俯視圖。圖3是用于說明振子的動(dòng)作的圖。圖4是用于說明振子的動(dòng)作的圖。圖5是表示串行接ロ電路的構(gòu)成例的圖。圖6是表示驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成例的圖。圖7是表不啟動(dòng)時(shí)的時(shí)序圖的一例的圖。圖8是表示檢測(cè)電路的構(gòu)成例的圖。圖9是用于說明啟動(dòng)時(shí)間的縮短的圖。圖10是電子設(shè)備的功能框圖。符號(hào)說明I角速度檢測(cè)裝置；2信號(hào)處理IC(集成電路裝置)；4信號(hào)處理電路；6電源電路；10基準(zhǔn)電壓電路；20驅(qū)動(dòng)電路；22驅(qū)動(dòng)信號(hào)；24振蕩電流；26參照信號(hào)；27切換控制信號(hào)；28時(shí)鐘信號(hào)；30檢測(cè)電路；32、34交流電荷(檢測(cè)電流)；36角速度信號(hào)；40串行接ロ電路；42調(diào)整數(shù)據(jù)；44模式設(shè)定數(shù)據(jù)；46時(shí)鐘信號(hào)；48串行數(shù)據(jù)信號(hào)；50非易失性存儲(chǔ)器；52調(diào)整數(shù)據(jù)；60調(diào)整電路；62模擬調(diào)整電壓；70電平判定電路；72電平判定信號(hào)；81外部輸出端子；82、83、84、85、86、87外部輸入端子；88外部輸出端子；89外部輸入端子；90外部輸入輸出端子；92上拉電阻器；100振子；101a IOlb驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂；102檢測(cè)振動(dòng)臂；103施重部；104a 104h驅(qū)動(dòng)用基部；105a 105b連接臂；106施重部；107檢測(cè)用基部；112 113驅(qū)動(dòng)電極；114 115檢測(cè)電極；116公共電極；200I/V轉(zhuǎn)換電路(電流電壓轉(zhuǎn)換電路)；202運(yùn)算放大器；204電阻器；210高通濾波器(HPF) ；212比較器；214、216電容器；218開關(guān)；220RC濾波器；222電阻器；224電容器；230放大器；240全波整流電路；242全波整流信號(hào)；250減法器；252積分器；254上拉電阻器；260比較器；262緩沖器電路；270振蕩檢測(cè)電路；272開關(guān)控制信號(hào)；280啟動(dòng)振蕩電路；282開關(guān)；290反相器電路(反轉(zhuǎn)邏輯電路)；292開關(guān)控制信號(hào)；300充電放大器；302運(yùn)算放大器；304電容器；310充電放大器；312運(yùn)算放大器；314電容器；320差動(dòng)放大器；322高通濾波器(HPF) ;324放大器；326同步檢波電路；328可變?cè)鲆娣糯笃鳎?30開關(guān)電容濾波器(SCF) ;332輸出緩沖器；500電子設(shè)備；600信號(hào)生成部；610驅(qū)動(dòng)電路；700CPU ；710操作部；720顯示部；730R0M ；740RAM ；750通信部
具體實(shí)施例方式下面使用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。并且，以下說明的實(shí)施方式并非用于不當(dāng)限定權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明的內(nèi)容。而且，以下說明的全部構(gòu)成并非都是本 發(fā)明的必要構(gòu)成要件。I.物理量檢測(cè)裝置以下舉例說明檢測(cè)角速度作為物理量的物理量檢測(cè)裝置(角速度檢測(cè)裝置)。本發(fā)明可應(yīng)用于能夠檢測(cè)角速度、角加速度、加速度、力等各種物理量的任意ー種物理量的裝置。圖I是本實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置(物理量檢測(cè)裝置的一例)的功能框圖。本實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置I構(gòu)成為具有振子(傳感器元件)100和信號(hào)處理IC(集成電路裝置)2。振子100構(gòu)成為將配置有驅(qū)動(dòng)電極和檢測(cè)電極的振動(dòng)片密封于未圖示的封裝中。通常為了盡量減小振動(dòng)片的阻抗以提升振蕩效率而確保了封裝內(nèi)的氣密性。本實(shí)施方式的振子100具有由Z切割的石英基板形成的振動(dòng)片。以石英為材料的振動(dòng)片的諧振頻率相對(duì)于溫度變化的變動(dòng)極小，因此具有能夠提高角速度的檢測(cè)精度這樣的優(yōu)點(diǎn)。其中，作為振子100的振動(dòng)片的材料，不僅可以使用石英(SiO2),例如還可以使用鉭酸鋰(LiTaO3),鈮酸鋰(LiNbO3)等壓電單晶或鋯鈦酸鉛(PZT)等壓電陶瓷等的壓電性材料，還可以使用硅半導(dǎo)體。例如也可以采取在硅半導(dǎo)體的部分表面上配置夾入于驅(qū)動(dòng)電極的氧化鋅(ZnO)、氮化鋁(AIN)等壓電薄膜的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，振子100由具有T型的2個(gè)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂的所謂雙T型振動(dòng)片構(gòu)成。其中，振子100的振動(dòng)片不限于雙T型，例如也可以是音叉型或梳齒型，還可以是三棱柱、四棱柱、圓柱狀等形狀的音帶型。圖2是本實(shí)施方式的振子100的振動(dòng)片的俯視圖。圖2中的X軸、Y軸、Z軸表示
石英軸。如圖2所示，振子100的振動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb分別從2個(gè)驅(qū)動(dòng)用基部104a、104b向+Y軸方向和-Y軸方向延伸。其中，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂101a、IOlb的延伸方向在與Y軸的偏差為±5°以內(nèi)即可。在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOla的側(cè)表面和上表面分別形成有驅(qū)動(dòng)電極112和113，在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlb的側(cè)表面和上表面分別形成有驅(qū)動(dòng)電極113和112。驅(qū)動(dòng)電極112、113分別經(jīng)由圖I所示的信號(hào)處理IC2的外部輸出端子81、外部輸入端子82與驅(qū)動(dòng)電路20連接。驅(qū)動(dòng)用基部104a、104b分別經(jīng)由在-X軸方向和+X軸方向延伸的連接臂105a、105b與矩形狀的檢測(cè)用基部107連接。其中，連接臂105a、105b的延伸方向在與X軸的偏差為±5°以內(nèi)即可。檢測(cè)振動(dòng)臂102從檢測(cè)用基部107向+Y軸方向和-Y軸方向延伸。其中，檢測(cè)振動(dòng)臂102的延伸方向在與Y軸的偏差為±5°以內(nèi)即可。在檢測(cè)振動(dòng)臂102的上表面形成有檢測(cè)電極114和115，在檢測(cè)振動(dòng)臂102的側(cè)表面形成有公共電極116。檢測(cè)電極114、115分別經(jīng)由圖I所示的信號(hào)處理IC2的外部輸入端子83、84而與檢測(cè)電路30連接。另外，公共電極116接地。在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb的驅(qū)動(dòng)電極112與驅(qū)動(dòng)電極113之間作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加了交流電壓時(shí)，如圖3所示，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb由于逆壓電效應(yīng)而如箭頭B所示，進(jìn)行2根驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb的前端彼此反復(fù)接近和離開的彎曲振動(dòng)(激勵(lì)振動(dòng))。 在該狀態(tài)下，對(duì)振子100的振動(dòng)片施加以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸的角速度時(shí)，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂101a、IOlb在垂直于箭頭B的彎曲振動(dòng)的方向和Z軸雙方的方向上得到科里奧利力。，結(jié)果，如圖4所示，連接臂105a、105b進(jìn)行如箭頭C所示的振動(dòng)。而且，檢測(cè)振動(dòng)臂102與連接臂105a、105b的振動(dòng)(箭頭C)聯(lián)動(dòng)地如箭頭D所示進(jìn)行彎曲振動(dòng)。伴隨該科里奧利力的檢測(cè)振動(dòng)臂102的彎曲振動(dòng)與驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb的彎曲振動(dòng)(激勵(lì)振動(dòng))的相位相差90。。然而，如果在2根驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb中，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂101a、IOlb進(jìn)行彎曲振動(dòng)(激勵(lì)振動(dòng))時(shí)的振動(dòng)能大小或振動(dòng)的振幅大小相等，則取得了驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂101a、IOlb的振動(dòng)能的平衡，在沒有對(duì)振子100施加角速度的狀態(tài)下檢測(cè)振動(dòng)臂102不進(jìn)行彎曲振動(dòng)。然而，如果2個(gè)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂101a、IOlb的振動(dòng)能的平衡被破壞，則即使在沒有對(duì)振子100施加角速度的狀態(tài)下也會(huì)在檢測(cè)振動(dòng)臂102產(chǎn)生彎曲振動(dòng)。該彎曲振動(dòng)被稱作泄漏振動(dòng)，與基于科里奧利力的振動(dòng)同樣為箭頭D的彎曲振動(dòng)，而與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位相同。而且，由于壓電效應(yīng)使得基于這些彎曲振動(dòng)的交流電荷產(chǎn)生于檢測(cè)振動(dòng)臂102的檢測(cè)電極114、115。其中，基于科里奧利力而產(chǎn)生的交流電荷是按照科里奧利力的大小(換言之是施加給振子100的角速度大小)而變化的。另ー方面，基于泄漏振動(dòng)而產(chǎn)生的交流電荷保持恒定而與施加給振子100的角速度大小無關(guān)。并且，在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb的前端形成有寬度大于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb的矩形狀的施重部103。通過在驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臂IOlaUOlb的前端形成施重部103，既能増大科里奧利力，又能以較短的振動(dòng)臂得到期望的諧振頻率。同樣地，在檢測(cè)振動(dòng)臂102的前端形成有寬度大于檢測(cè)振動(dòng)臂102的施重部106。通過在檢測(cè)振動(dòng)臂102的前端形成施重部106，能增大產(chǎn)生于檢測(cè)電極114、115的交流電荷。如上，振子100以Z軸為檢測(cè)軸經(jīng)由檢測(cè)電極114、115輸出基于科里奧利力的交流電荷(角速度分量)和基于激勵(lì)振動(dòng)的泄漏振動(dòng)的交流電荷(振動(dòng)泄漏分量)。返回圖1，本實(shí)施方式的信號(hào)處理IC2構(gòu)成為具有電源電路6、基準(zhǔn)電壓電路10、驅(qū)動(dòng)電路20、檢測(cè)電路30、串行接ロ電路40、非易失性存儲(chǔ)器50、調(diào)整電路60以及電平判定電路70。并且,本實(shí)施方式的信號(hào)處理IC2也可以構(gòu)成為省略其中一部分結(jié)構(gòu)(要素)，或者追加新的結(jié)構(gòu)(要素)。
由外部輸入端子86、87分別向電源電路6提供電源電壓VDD (例如3V)和接地電壓VSS(OV)，電源電路6生成信號(hào)處理IC2內(nèi)部的電源電壓。 基準(zhǔn)電壓電路10根據(jù)經(jīng)由電源電路6提供的電源電壓生成基準(zhǔn)電壓12 (例如1/2VDD)。驅(qū)動(dòng)電路20生成用于使振子100進(jìn)行激勵(lì)振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)22，經(jīng)由外部輸出端子81提供給振子100的驅(qū)動(dòng)電極112。另外，驅(qū)動(dòng)電路20經(jīng)由外部輸入端子82被輸入由于振子100的激勵(lì)振動(dòng)而產(chǎn)生于驅(qū)動(dòng)電極113的振蕩電流24，以將該振蕩電流24的振幅保持恒定的方式對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的振幅電平進(jìn)行反饋控制。另外，驅(qū)動(dòng)電路20生成檢測(cè)電路30中包含的同步檢波電路的參照信號(hào)26和開關(guān)電容濾波器(SCF)電路的時(shí)鐘信號(hào)28。
檢測(cè)電路30經(jīng)由外部輸入端子83、84分別被輸入產(chǎn)生于振子100的檢測(cè)電極114、115的交流電荷(檢測(cè)電流)32、34，僅檢測(cè)這些交流電荷(檢測(cè)電流)中包含的角速度分量，生成與角速度的大小對(duì)應(yīng)的電壓電平的信號(hào)(角速度信號(hào))36，經(jīng)由外部輸出端子88輸出到外部。該角速度信號(hào)36例如在與外部輸出端子88連接的未圖示的微型計(jì)算機(jī)中被進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，作為角速度數(shù)據(jù)而用于各種處理。并且，還可以在本實(shí)施方式的信號(hào)處理IC2中內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器，例如經(jīng)由串行接ロ電路40將表示角速度的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出到外部。如上，驅(qū)動(dòng)電路20和檢測(cè)電路30作為進(jìn)行針對(duì)振子100的信號(hào)處理的信號(hào)處理電路4發(fā)揮作用。調(diào)整電路60按照由電平判定電路70輸出的電平判定信號(hào)72選擇調(diào)整數(shù)據(jù)52或調(diào)整數(shù)據(jù)42，生成針對(duì)信號(hào)處理電路4 (驅(qū)動(dòng)電路20、檢測(cè)電路30)的模擬調(diào)整電壓62 (偏置補(bǔ)償電壓或溫度補(bǔ)償電壓等)。調(diào)整電路60例如是D/A轉(zhuǎn)換器等。非易失性存儲(chǔ)器50保持針對(duì)信號(hào)處理電路4(驅(qū)動(dòng)電路20、檢測(cè)電路30)的各種調(diào)整數(shù)據(jù) 52,例如能夠構(gòu)成為 EEPROM(ElectricalIy-Erasable Programmable Read-OnlyMemory 電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)。串行接ロ電路40經(jīng)由外部輸入端子89和外部輸入輸出端子90，以基于時(shí)鐘信號(hào)46和串行數(shù)據(jù)信號(hào)48的雙線邏輯進(jìn)行相對(duì)于非易失性存儲(chǔ)器50的調(diào)整數(shù)據(jù)52的寫入和讀取處理、相對(duì)于內(nèi)部寄存器(未圖示)的調(diào)整數(shù)據(jù)42和模式設(shè)定數(shù)據(jù)44的寫入和讀取處理。圖5是表示串行接ロ電路40的構(gòu)成例的圖。串行接ロ電路40在寫入數(shù)據(jù)時(shí)與從外部輸入端子89輸入的時(shí)鐘信號(hào)46同步地將從外部輸入輸出端子90輸入的串行數(shù)據(jù)信號(hào)48取入移位寄存器400而轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，在讀寫控制電路410的控制下，將其寫入到非易失性存儲(chǔ)器50或內(nèi)部寄存器組420中包含的任意一個(gè)寄存器(調(diào)整寄存器422或模式設(shè)定寄存器424等)。另ー方面，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，在讀寫控制電路410的控制下，將存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器50的數(shù)據(jù)或存儲(chǔ)于內(nèi)部寄存器組420中包含的任意一個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)并行加載至移位寄存器400，與從外部輸入端子89輸入的時(shí)鐘信號(hào)46同步地使移位寄存器400的數(shù)據(jù)移位，從外部輸入輸出端子90輸出串行數(shù)據(jù)信號(hào)48。為了向非易失性存儲(chǔ)器50寫入數(shù)據(jù)，需要提供足以使保持于存儲(chǔ)器元件的數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)的能量。因此，如圖I所示，在寫入數(shù)據(jù)時(shí)經(jīng)由外部輸入端子85向非易失性存儲(chǔ)器50提供較高的電源電壓VPP (例如15V以上)。在本實(shí)施方式中，僅限于在角速度檢測(cè)裝置I的組裝、檢查、評(píng)測(cè)、解析等情況下向非易失性存儲(chǔ)器50寫入數(shù)據(jù)，在市場(chǎng)上使用時(shí)禁止向非易失性存儲(chǔ)器50寫入數(shù)據(jù)。因此，在市場(chǎng)上使用角速度檢測(cè)裝置I時(shí)，將外部輸入端子85設(shè)定為開啟。由此，外部輸入端子85的電壓VPP經(jīng)由上拉電阻器92而與VDD大致相等，能防止錯(cuò)誤寫入。調(diào)整數(shù)據(jù)52例如是在角速度檢測(cè)裝置I組裝后的最終檢查時(shí)等被寫入到非易失性存儲(chǔ)器50的。具體而言，向串行接ロ電路40的內(nèi)部寄存器組中包含的調(diào)整寄存器422寫入調(diào)整值，使用被寫入到調(diào)整寄存器422的調(diào)整值(調(diào)整數(shù)據(jù)42)確認(rèn)信號(hào)處理電路4(驅(qū)動(dòng)電路20、檢測(cè)電路30)的動(dòng)作。在變更該調(diào)整值的同時(shí)，確定信號(hào)處理電路4(驅(qū)動(dòng)電路20、檢測(cè)電路30)進(jìn)行期望動(dòng)作的最佳調(diào)整值，將該最佳調(diào)整值作為調(diào)整數(shù)據(jù)52 —次性寫入非易失性存儲(chǔ)器50。這樣既能縮短檢查時(shí)間，又能將寫入數(shù)據(jù)時(shí)施加高電源電壓引起的可靠性降低抑制在最小限度。為了實(shí)現(xiàn)這種調(diào)整方法，需要調(diào)整電路60能夠選擇是使用非易失性存儲(chǔ)器50的調(diào)整數(shù)據(jù)還是使用調(diào)整寄存器422的調(diào)整數(shù)據(jù)。因此，在本實(shí)施方式中，電平判定電路70判定VPP的電壓電平，生成表示VPP是高于VDD的預(yù)定的電壓值Vl (例如8V)以上的電壓值或低于VDD的預(yù)定的電壓值V2(例如1/2VDD)以下的電壓值，還是高于V2且低于Vl的電壓值的電平判定信號(hào)72。而且，調(diào)整電路60按照電平判定信號(hào)72在VPP > Vl或VPP ^ V2時(shí)選擇內(nèi)部寄存器的調(diào)整數(shù)據(jù)42，在V2 < VPP < Vl時(shí)選擇非易失性存儲(chǔ)器50的調(diào)整數(shù)據(jù)52。如上所述，當(dāng)在市場(chǎng)上使用角速度檢測(cè)裝置I時(shí)，外部輸入端子85被設(shè)定為開啟，因此，VPP由于上拉電阻器92而與VDD大致相等，調(diào)整電路60必定選擇調(diào)整數(shù)據(jù)52。另ー方面，在角速度檢測(cè)裝置I的組裝、檢查、評(píng)測(cè)、解析時(shí)等，通過對(duì)外部輸入端子85施加Vl以上的電壓或V2以下的電壓(例如0V)，能夠使調(diào)整電路60選擇調(diào)整數(shù)據(jù)42。另外，在本實(shí)施方式中，通過改寫模式設(shè)定寄存器424的設(shè)定值，能夠選擇在市場(chǎng)上使用的通常的動(dòng)作模式(模式I)或在角速度檢測(cè)裝置I的組裝、檢查、評(píng)測(cè)、解析等中使用的動(dòng)作模式(模式2)。例如，如果5比特的模式設(shè)定寄存器424的設(shè)定值為“00000”則為模式1，如果為“00001” “11111”中的任意ー個(gè)則為模式2。另外，在模式2中，通過“00001” “11111”的各個(gè)設(shè)定值而被細(xì)化，能夠?qū)τ谛盘?hào)處理電路4 (驅(qū)動(dòng)電路20、檢測(cè)電路30)選擇按照設(shè)定值進(jìn)行監(jiān)視的節(jié)點(diǎn)或變更連接關(guān)系。在本實(shí)施方式中，為了在市場(chǎng)上確?？煽啃?，僅能實(shí)現(xiàn)模式I而禁止改寫成模式2，僅在進(jìn)行角速度檢測(cè)裝置I的組裝、檢查、評(píng)測(cè)、解析等情況下可設(shè)定為模式I或模式2。 為了實(shí)現(xiàn)這種情況，僅在VPP > Vl或VPP ^ V2的情況下使模式設(shè)定寄存器424的設(shè)定值的改寫為有效，此外的情況下為無效。因此，在本實(shí)施方式中，向模式設(shè)定寄存器424的非同步復(fù)位端子提供電平判定信號(hào)72。由此，在VPP > Vl或VPP ^ V2時(shí)模式設(shè)定寄存器424的設(shè)定值被復(fù)位為“00000”而成為模式1，并且改寫變?yōu)闊o效，在V2 < VPP < Vl時(shí)模式設(shè)定寄存器424的設(shè)定值的改寫變?yōu)橛行?。在本?shí)施方式中，不僅在VPP彡Vl的情況下，尤其在VPP彡V2的情況下，由調(diào)整電路60選擇調(diào)整數(shù)據(jù)42，并且使模式設(shè)定寄存器424的設(shè)定值的改寫變?yōu)橛行?，從而具有如下的?yōu)點(diǎn)即使在不存在產(chǎn)生高電壓的電源裝置的環(huán)境下，也能夠進(jìn)行角速度檢測(cè)裝置I的評(píng)測(cè)和解析。接著說明驅(qū)動(dòng)電路20。圖6是表示驅(qū)動(dòng)電路20的構(gòu)成例的圖。如圖6所示，本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路20構(gòu)成為具有I/V轉(zhuǎn)換電路(電流電壓轉(zhuǎn)換電路)200、高通濾波器(HPF) 210、比較器212、電容器214、216、開關(guān)218、RC濾波器220、放大器230、全波整流電路240、減法器250、積分器252、上拉電阻器254、比較器260、緩沖器電路262、振蕩檢測(cè)電路270、啟動(dòng)振蕩電路280、開關(guān)282以及反相器電路(反轉(zhuǎn)邏輯電路)290。并且，本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路20還可以構(gòu)成為省略其中一部分構(gòu)成(要素)，或追加新的構(gòu)成(要素)。流過振子100的振動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)電流被I/V轉(zhuǎn)換電路200轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)。本實(shí)施方式的Ι/v轉(zhuǎn)換電路200構(gòu)成為在運(yùn)算放大器202的反轉(zhuǎn)輸入端子(_輸入端子)與輸出端子之間連接有電阻器204，運(yùn)算放大器202的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+輸入端子)與模擬接地連接。在設(shè)振子100的振蕩電流為i，電阻器204的電阻值為R時(shí)，該I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出電壓Viv可由下式(I)表現(xiàn)。Viv = -R · i... (I)I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出信號(hào)被高通濾波器210消除偏移后輸入到比較器212。比較器212放大輸入信號(hào)的電壓,輸出ニ值化信號(hào)(矩形波電壓信號(hào))。其中，在本實(shí)施方式中，比較器212是僅能輸出低電平的開漏輸出的比較器，高電平經(jīng)由上拉電阻器254被上拉至積分器252的輸出電壓。而且，比較器212輸出的ニ值化信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)22經(jīng)由外部輸出端子81被提供給振子100的振動(dòng)片的驅(qū)動(dòng)電極112。通過使該驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的頻率(驅(qū)動(dòng)頻率fd)與振子100的諧振頻率一致，能夠使振子100穩(wěn)定振蕩。進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，以使振子100的振蕩電流恒定的方式，即使I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出電壓的電平恒定的方式對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的振幅進(jìn)行調(diào)整。這樣能使振子100極為穩(wěn)定地振蕩，能提高角速度的檢測(cè)精度。然而，I/V轉(zhuǎn)換電路200中包含的電阻器204的電阻值R由于制造差異而按照每個(gè)IC相對(duì)于設(shè)計(jì)值產(chǎn)生±20%左右的偏差，因此，由振子100的振蕩電流向I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出電壓的轉(zhuǎn)換率按照每個(gè)IC而產(chǎn)生偏差。因此，在以使I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出電壓為恒定的設(shè)計(jì)值的方式調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的振幅吋，振子100的振蕩電流將按照每個(gè)IC而不同。結(jié)果，可能成為IC的振蕩電流與設(shè)計(jì)值的偏差越大則其角速度的檢測(cè)精度和檢測(cè)靈敏度越差的主要原因。另外，由于電阻器204的電阻值的溫度特性并不平坦，因此，即使振子100的振蕩電流恒定，Ι/v轉(zhuǎn)換電路200的輸出電壓也會(huì)受到電阻器204的影響而產(chǎn)生變動(dòng)。結(jié)果，振子100的振蕩電流隨著溫度而產(chǎn)生變動(dòng)，可能成為使角速度的檢測(cè)精度和檢測(cè)靈敏度變差的主要原因。同樣地，作為后述的檢測(cè)電流30中包含的充電放大器300、310的構(gòu)成要素的電容器304、314的電容值的制造差異和溫度變動(dòng)，也可能成為使角速度的檢測(cè)精度和檢測(cè)靈敏度變差的主要原因。因此，在本實(shí)施方式中，以消除電阻器204的電阻值和電容器304、314的電容值的偏差和溫度變動(dòng)量，抑制角速度的檢測(cè)精度和檢測(cè)靈敏度變差為目的，設(shè)置RC濾波器220，使I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出信號(hào)通過RC濾波器220。關(guān)于設(shè)置RC濾波器220能夠抑制角速度的檢測(cè)精度和檢測(cè)靈敏度變差的原因，將在檢測(cè)電路30的說明中進(jìn)行敘述。RC濾波器220具有電阻器222和電容器224，作為一次低通濾波器發(fā)揮作用。即，在設(shè)電阻器222的電阻值為R1,電容器224的電容值為C1時(shí)，可由下式⑵表現(xiàn)RC濾波器220的傳遞函數(shù)。
H(s ト^^瓦…(2)基于式(2)，可由下式(3)表現(xiàn)RC濾波器220的電壓增益的頻率特性。IiyI/の):=,--…(3)
Jl+ (CO-C1 -Ji1)2在本實(shí)施方式中，以使(od · C1 · R1)2 >> I的方式對(duì)于振子100的振蕩角頻率 d( = 2Jifd)選擇R1和Q。這種情況下，基于式⑴和式(3)，如下式(4)那樣表現(xiàn)RC濾波器220的輸出電壓VKC。
R.iVk a--η...".(4)
ル 'C1-R1此外，基于式(2)，可由下式(5)表現(xiàn)RC濾波器220的相位的頻率特性。Z H(j ω) = arctan(ω · C1 · R1)…(5)因此，基于式(5)，I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出信號(hào)(角頻率ω》通過RC濾波器220，從而相位延遲Θ = arctan (ω,-Q -R1)。也就是說，RC濾波器220還作為相位移位電路發(fā)揮作用。例如，在 Wd = 2 X50kHz (fd = 50kHz) ,C1 .R1 = Iパ2 X5kHz)時(shí)，θ 84。。其中，基于式(4)，I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出信號(hào)(角頻率ω》通過RC濾波器220，振幅衰減至大約 1バ ω d · C1 · R1)倍。例如，在 ω d = 2 π X 50kHz (fd = 50kHz), C1 · R1=1/(2 X5kHz)吋，RC濾波器220的輸出信號(hào)的振幅成為I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出信號(hào)的振幅的大約1/10。因此，在本實(shí)施方式中，為了易于進(jìn)行RC濾波器220后級(jí)電路中的信號(hào)處理，附加了放大RC濾波器220的輸出信號(hào)的電壓校正用放大器230 (例如將輸入信號(hào)放大至· C1 · R1倍的放大器)。其中，如果RC濾波器220后級(jí)電路能夠直接對(duì)RC濾波器220的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，則也可以不附加放大器230。放大器230的輸出信號(hào)被輸入到全波整流電路240進(jìn)行全波整流。全波整流電路240的輸出信號(hào)(全波整流信號(hào)242)被輸入到減法器250進(jìn)行與基準(zhǔn)電壓12之間的電壓減法處理之后，由積分器252進(jìn)行積分。I/V轉(zhuǎn)換電路200的輸出信號(hào)的振幅越大則該積分器252的輸出電壓就越低。而且，驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的高電平經(jīng)由上拉電阻器254被上拉至積分器252的輸出電壓，因此，驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的振幅Vdk成為與RC濾波器220的輸出電壓Vkc反比例的關(guān)系，基于式(4)，可使用適當(dāng)?shù)南禂?shù)A由下式(6)表現(xiàn)?！ㄟ^這樣的結(jié)構(gòu)，以使振子100的振蕩電流24的振幅保持恒定的方式對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的振幅電平進(jìn)行反饋控制。其中，當(dāng)剛剛接通電源之后，振子100的振蕩停止，為了迅速進(jìn)行這種反饋控制，需要在開始振子100的振蕩，且振蕩動(dòng)作穩(wěn)定之前進(jìn)行輔助。因此，在本實(shí)施方式中設(shè)有振蕩檢測(cè)電路270、啟動(dòng)振蕩電路280以及開關(guān)282。啟動(dòng)振蕩電路280是以接近振子100的諧振頻率的頻率進(jìn)行自激勵(lì)振蕩的振蕩電路，輔助振子100的振蕩動(dòng)作。啟動(dòng)振蕩電路280例如可由CR振蕩電路等實(shí)現(xiàn)。振蕩檢測(cè)電路270將全波整流電路240的輸出信號(hào)(全波整流信號(hào)242)的電壓電平與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，在全波整流信號(hào)242的電壓電平達(dá)到預(yù)定閾值V1之前(振蕩電流達(dá)到預(yù)定值之前)持續(xù)進(jìn)行啟動(dòng)振蕩電路280的振蕩動(dòng)作，如果全波整流信號(hào)242的電壓電平達(dá)到閾值V1 (振蕩電流24達(dá)到預(yù)定值)，則停止啟動(dòng)振蕩電路280的振蕩動(dòng)作。另外，振蕩檢測(cè)電路270生成開關(guān)控制信號(hào)272，該開關(guān)控制信號(hào)272用于在全波整流信號(hào)242的電壓電平達(dá)到閾值'之前(振蕩電流24達(dá)到預(yù)定值之前)接通開關(guān)282，如果全波整流信號(hào)242的電壓電平達(dá)到閾值V1 (如果振蕩電流達(dá)到預(yù)定值)則斷開開關(guān)282。如圖7所示，當(dāng)接通電源時(shí)，VDD從OV變?yōu)殡娫措妷篤。，然而當(dāng)剛剛接通電源時(shí)振子100的振蕩是停止的，因此全波整流信號(hào)242的電壓電平為0V。因此，啟動(dòng)振蕩電路280進(jìn)行振蕩動(dòng)作并且接通開關(guān)282，啟動(dòng)振蕩電路280的諧振頻率分量與高通濾波器(HPF) 210的輸出信號(hào)疊加。包含該啟動(dòng)振蕩電路280的諧振頻率分量的驅(qū)動(dòng)信號(hào)22被提供給振子100，振子100開始振蕩。然后，振子100的振蕩電流24逐漸變大，全波整流信號(hào)242的電壓電平隨之也變高，當(dāng)超過閾值V1時(shí)，啟動(dòng)振蕩電路280的振蕩動(dòng)作停止并且斷開 開關(guān)282。此后，當(dāng)全波整流信號(hào)242的電壓電平達(dá)到期望的電壓值V2吋，以使全波整流信號(hào)242的電壓電平保持V2的方式(即振子100的振蕩電流24的振幅保持期望值的方式)對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的振幅電平進(jìn)行反饋控制。以下，將從剛剛接通電源起到全波整流信號(hào)242的電壓電平達(dá)到閾值V1為止的時(shí)間稱作“振蕩等待時(shí)間”。另外，在振子100進(jìn)行振蕩的狀態(tài)下，比較器212輸出對(duì)高通濾波器210的輸出信號(hào)進(jìn)行ニ值化而得到的頻率fd的矩形波信號(hào)，該矩形波信號(hào)還包含fd的奇數(shù)次頻率分量(3fd、5fd、7fd、…)。因此，在作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)22直接向振子100提供該矩形波信號(hào)時(shí)，有可能3fd、5fd、7fd、...中的任意一個(gè)頻率分量與振子100的振動(dòng)模式一致而產(chǎn)生不需要的振動(dòng)分量。該不需要的振動(dòng)分量會(huì)妨礙振子100的穩(wěn)定振蕩，而且當(dāng)檢測(cè)電路30檢測(cè)到該不需要的振動(dòng)分量時(shí)，還會(huì)使角速度的檢測(cè)精度變差。因此，在本實(shí)施方式中，以切取驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的邊緣以減小fd的奇數(shù)次頻率分量為目的，在驅(qū)動(dòng)電路20的內(nèi)部設(shè)置電容器214和電容器216。電容器214連接于向振子100提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的信號(hào)線(第2信號(hào)線)與從振子100輸入振蕩電流24的信號(hào)線(第I信號(hào)線)之間。另ー方面，電容器216經(jīng)由開關(guān)218連接于第I信號(hào)線與第2信號(hào)線之間。而且，該開關(guān)28的接通、斷開是由通過反相器電路290對(duì)開關(guān)切換信號(hào)272進(jìn)行邏輯反轉(zhuǎn)的開關(guān)控制信號(hào)292進(jìn)行控制的。因此，當(dāng)開關(guān)282接通時(shí)開關(guān)218斷開，當(dāng)開關(guān)282斷開時(shí)開關(guān)218接通?？傊?，如圖7所示，在經(jīng)過振蕩等待時(shí)間之前開關(guān)218斷開，在第I信號(hào)線與第2信號(hào)線之間僅連接電容器214，在經(jīng)過振蕩等待時(shí)間之后開關(guān)218接通，在第I信號(hào)線與第2信號(hào)線之間并聯(lián)連接電容器214、216。例如在設(shè)電容器214、216的電容分別為C1. C2吋，第I信號(hào)線與第2信號(hào)線之間的電容在經(jīng)過振蕩等待時(shí)間之前為C1，在經(jīng)過振蕩等待時(shí)間之后增至CdC2。第2信號(hào)線的負(fù)載電容越大，則越是切取驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的邊緣而不需要的振動(dòng)分量越小，因此，能夠使振子100的振蕩動(dòng)作更穩(wěn)定。另ー方面，驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的邊緣越尖銳則越能高效地向振子100提供能量，因此能縮短振蕩等待時(shí)間。因此，在本實(shí)施方式中，在經(jīng)過振蕩等待時(shí)間的前后將開關(guān)218從斷開切換到接通，從而能同時(shí)實(shí)現(xiàn)振子100的振蕩等待時(shí)間的縮短和穩(wěn)定振蕩的維持。并且，由于只要切換第2信號(hào)線的負(fù)載電容即可，因此可以將電容器214連接于第2信號(hào)線與接地之間，并且將電容器216經(jīng)由開關(guān)218連接于第2信號(hào)線與接地之間。此夕卜，還可以去除電容器214，將電容器216的電容增至Ci+C2。本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路20還設(shè)有對(duì)高通濾波器210的輸出信號(hào)進(jìn)行放大而輸出ニ值化信號(hào)(矩形波電壓信號(hào))的比較器260，該ニ值化信號(hào)可用作檢測(cè)電路30中包含的同步檢波電路的參照信號(hào)26。該參照信號(hào)26的頻率與驅(qū)動(dòng)頻率fd相等。并且，由于高電平變動(dòng)，因此，當(dāng)出現(xiàn)該高電平不超過同步檢波電路中的邏輯閾值的情況時(shí)產(chǎn)生不良，因而不能將比較器212的輸出信號(hào)用作參照信號(hào)，而是獨(dú)立設(shè)置比較器260。另外，比較器260的輸出信號(hào)被輸入到緩沖器電路262，將緩沖器電路262的輸出信號(hào)作為時(shí)鐘信號(hào)28(頻率fd)提供給檢測(cè)電路中包含的SCF電路。接著說明檢測(cè)電路30。圖8是表示檢測(cè)電路30的構(gòu)成例的圖。如圖8所示，本實(shí)施方式的檢測(cè)電路30構(gòu)成為具有充電放大器300、310、差動(dòng)放大器320、高通濾波器(HPF) 322、放大器324、同步檢波電路326、可變?cè)鲆娣糯笃?28、開關(guān)電容濾波器(SCF) 330以及輸出緩沖器332。并且，本實(shí)施方式的檢測(cè)電路30也可以構(gòu)成為省略其中一部分構(gòu)成(要素)，或追加新的構(gòu)成(要素)。從振子100的振動(dòng)片的檢測(cè)電極114經(jīng)由外部輸入端子83向充電放大器300輸入包含角速度分量和振動(dòng)泄漏分量的交流電荷(檢測(cè)電流)32。同樣地，從振子100的振動(dòng)片的檢測(cè)電極115經(jīng)由外部輸入端子84向充電放大器310輸入包含角速度分量和振動(dòng)泄漏分量的交流電荷(檢測(cè)電流)34。本實(shí)施方式的充電放大器300構(gòu)成為在運(yùn)算放大器302的反轉(zhuǎn)輸入端子(_輸入端子)與輸出端子之間連接有電容器304，運(yùn)算放大器302的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+輸入端子)與模擬接地連接。同樣地，本實(shí)施方式的充電放大器310構(gòu)成為在運(yùn)算放大器312的反轉(zhuǎn)輸入端子(_輸入端子)與輸出端子之間連接有電容器314，運(yùn)算放大器312的非反轉(zhuǎn)輸入端子(+輸入端子)與模擬接地連接。電容器304和314的電容值被設(shè)定為相同值。該充電放大器300和310分別將被輸入的交流電荷(檢測(cè)電流)32、34轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)。輸入到充電放大器300的交流電荷(檢測(cè)電流)32與輸入到充電放大器310的交流電荷(檢測(cè)電流)34的相位彼此相差180°，充電放大器300的輸出信號(hào)與充電放大器310的輸出信號(hào)的相位彼此為相反相位(錯(cuò)開180° )。當(dāng)設(shè)檢測(cè)電流32為I1，檢測(cè)電流32的角頻率為ω i，電容器304的電容值為C吋，該充電放大器300的輸出電壓Vcai可由下式(7)表現(xiàn)。rcAl=-~(7)
C01當(dāng)設(shè)檢測(cè)電流34為-I1，檢測(cè)電流34的角頻率為Q1，電容器314的電容值為C吋，充電放大器310的輸出電壓Vca2可由下式⑶表現(xiàn)。則か.其中，I1與驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的振幅Vdk成比例，因此，基于式(6)、式(7)、式(8)，可使用適當(dāng)?shù)南禂?shù)B分別由式(9)和式(10)表現(xiàn)Vcai和VCA2。Vcm -、
Fa2 だ—多^！^…(IO)差動(dòng)放大器320對(duì)充電放大器300的輸出信號(hào)與充電放大器310的輸出信號(hào)進(jìn)行差動(dòng)放大。通過差動(dòng)放大器320消除同相分量，相加放大反相分量。設(shè)差動(dòng)放大器320的增益為I時(shí)，基于式(9)和式(10),可由下式(11)表現(xiàn)該差動(dòng)放大器320的輸出電壓VDF。い2ゆ…(Ii)
CD1 ■ C ■ it * 基于式(11)，在差動(dòng)放大器320的輸出信號(hào)中，上述I/V轉(zhuǎn)換電路200的電阻器204的電阻值R的制造偏差和溫度變動(dòng)量被RC濾波器220的電阻器222的電阻值R1的制造偏差和溫度變動(dòng)量抵消。同樣地，充電放大器300的電容器304和充電放大器310的電容器314的電容值C的制造偏差和溫度變動(dòng)量被RC濾波器220的電容器224的電容值C1的制造偏差和溫度變動(dòng)量抵消。由此，能夠抑制角速度的檢測(cè)精度和檢測(cè)靈敏度變差。高通濾波器322消除差動(dòng)放大器320的輸出信號(hào)中包含的直流分量。放大器324輸出對(duì)高通濾波器322的輸出信號(hào)放大后的交流電壓信號(hào)。同步檢波電路326將驅(qū)動(dòng)電路20中包含的比較器260輸出的ニ值化信號(hào)作為參照信號(hào)26，對(duì)放大器324的輸出信號(hào)中包含的角速度分量進(jìn)行同步檢波。同步檢波電路326例如可以構(gòu)成為如下的電路在參照信號(hào)26為高電平時(shí)直接選擇放大器324的輸出信號(hào)，當(dāng)參照信號(hào)26為低電平時(shí)選擇相對(duì)于基準(zhǔn)電壓12反轉(zhuǎn)放大器324的輸出信號(hào)而得到的信號(hào)。放大器324的輸出信號(hào)包含角速度分量和振動(dòng)泄漏分量，該角速度分量與參照信號(hào)26相位相同，振動(dòng)泄漏分量與參照信號(hào)26相位相反。因此，由同步檢波電路326對(duì)角速度分量進(jìn)行同步檢波而不對(duì)振動(dòng)泄漏分量進(jìn)行檢波。可變?cè)鲆娣糯笃?28使同步檢波電路326的輸出信號(hào)放大或衰減，輸出期望的電壓電平的信號(hào)，可變?cè)鲆娣糯笃?28的輸出信號(hào)被輸入到開關(guān)電容濾波器(SCF)電路330。SCF電路330作為除去可變?cè)鲆娣糯笃?28的輸出信號(hào)中包含的高頻分量，并且使由規(guī)格確定的頻率范圍的信號(hào)通過的低通濾波器發(fā)揮作用。該SCF電路330(低通濾波器)的頻率特性是根據(jù)通過振子100的穩(wěn)定振蕩而得到的時(shí)鐘信號(hào)28的頻率fd和電容器 (未圖示)的電容比確定的，因此，與RC低通濾波器相比，具有頻率特性的偏差極小這樣的優(yōu)點(diǎn)。SCF電路330的輸出信號(hào)被輸出緩沖器332進(jìn)行緩沖，并且按照需要放大或衰減為期望的電壓電平的信號(hào)。該輸出緩沖器326的輸出信號(hào)是對(duì)應(yīng)于角速度的電壓電平的信號(hào)，作為角速度信號(hào)36經(jīng)由信號(hào)處理IC2的外部輸出端子88輸出到外部。在如上構(gòu)成的角速度檢測(cè)裝置I中，如上所述，從接通電源起到經(jīng)過振子100的振蕩等待時(shí)間為止斷開驅(qū)動(dòng)電路20的開關(guān)218，從而能夠縮短振蕩等待時(shí)間。振子100的振蕩等待時(shí)間縮短，從而從振子100輸出的檢測(cè)電流32、34變得穩(wěn)定所需的時(shí)間也會(huì)縮短，因此，其結(jié)果如圖9所示，在接通電源后，角速度信號(hào)36達(dá)到期望的電壓電平(例如當(dāng)角速度檢測(cè)裝置I靜止時(shí)是基準(zhǔn)電壓Vref附近)所需的啟動(dòng)時(shí)間由t2縮短至h。并且，圖9中角速度信號(hào)36的以虛線表示的波形是當(dāng)開關(guān)218始終接通吋，即在第I信號(hào)線與第2信號(hào)線之間始終連接著維持振子100的穩(wěn)定振蕩所需的電容CfC2時(shí)的波形，設(shè)此時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間為t2。另ー方面，當(dāng)經(jīng)過振子100的振蕩等待時(shí)間后，通過接通驅(qū)動(dòng)電路20的開關(guān)218就能夠維持振子100的穩(wěn)定振蕩。結(jié)果，能夠在振子100穩(wěn)定振蕩后維持較高的檢測(cè)精度。如上，根據(jù)本實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1，既能縮短啟動(dòng)時(shí)間，又能以較高的精度檢測(cè)角速度。并且，本實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)電路20相當(dāng)于本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路。此外，I/V轉(zhuǎn)換電路200相當(dāng)于本發(fā)明的“電流電壓轉(zhuǎn)換部”。此外，基于高通濾波器210和比較器212的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于本發(fā)明的“驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部”。此外,振蕩檢測(cè)電路270相當(dāng)于本發(fā)明的“振蕩檢測(cè)部”。此外，啟動(dòng)振蕩電路280相當(dāng)于本發(fā)明的“啟動(dòng)振蕩部”。此外，電容器216相當(dāng)于本發(fā)明的“第I電容器”。此外，開關(guān)218相當(dāng)于本發(fā)明的“開夫”。此外，電容器214相當(dāng)于本發(fā)明的“第2電容器”。 2.電子設(shè)備圖10是表示本實(shí)施方式的電子設(shè)備的構(gòu)成例的功能框圖。本實(shí)施方式的電子設(shè)備500構(gòu)成為具有信號(hào)生成部600、CPU700、操作部710、顯示部720、ROM (Read OnlyMemory) 730 > RAM (Random Access Memory) 740以及通信部750。并且，本實(shí)施方式的電子設(shè)備也可以構(gòu)成為省略圖10的一部分構(gòu)成要素(各部)，或者附加其他構(gòu)成要素。信號(hào)生成部600具有驅(qū)動(dòng)電路610，按照CPU700的控制生成應(yīng)賦予的信號(hào)并輸出給CPU700。驅(qū)動(dòng)電路610進(jìn)行驅(qū)動(dòng)振子(未圖示)進(jìn)行振蕩的處理。CPU700按照存儲(chǔ)于R0M730的程序，進(jìn)行各種計(jì)算處理和控制處理。具體而言，CPU700控制信號(hào)生成部600，或者收取信號(hào)生成部600生成的信號(hào)等，進(jìn)行各種計(jì)算處理。此外，CPU700進(jìn)行與來自操作部710的操作信號(hào)對(duì)應(yīng)的各種處理、發(fā)送用于在顯示部720顯示各種信息的顯示信號(hào)的處理、為了與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而控制通信部750的處理等。操作部710是由操作鍵和按鈕開關(guān)等構(gòu)成的輸入裝置，將與用戶的操作對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)輸出給CPU700。顯示部720是由IXD(Liquid Crystal Display)等構(gòu)成的顯示裝置，根據(jù)從CPU700輸入的顯不信號(hào)顯不各種信息。R0M730存儲(chǔ)用于CPU700進(jìn)行各種計(jì)算處理和控制處理的程序、用于實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的各種程序和數(shù)據(jù)等。RAM740可用作CPU700的作業(yè)區(qū)域，暫時(shí)存儲(chǔ)從R0M730讀取的程序和數(shù)據(jù)、從操作部710輸入的數(shù)據(jù)、CPU700按照各種程序執(zhí)行后的運(yùn)算結(jié)果等。通信部750進(jìn)行用于使CPU700與外部裝置之間的數(shù)據(jù)通信成立的各種控制。將本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路(圖I的驅(qū)動(dòng)電路20)作為驅(qū)動(dòng)電路610組入電子設(shè)備500中，從而能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度的處理和處理時(shí)間的縮短。并且，可以考慮各種電子設(shè)備作為電子設(shè)備500，例如可以舉出數(shù)字相機(jī)、攝像機(jī)、導(dǎo)航裝置、車體姿態(tài)檢測(cè)裝置、指示設(shè)備、游戲控制器、移動(dòng)電話、頭戴式顯示器(HMD)等。并且，本發(fā)明不限于本實(shí)施方式，可以在本發(fā)明主g的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形實(shí)施。例如，振子(傳感器元件)的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的激勵(lì)単元和檢測(cè)振動(dòng)的檢測(cè)單元不僅可以是本實(shí)施方式中說明的基于壓電效應(yīng)的部件，也可以是使用靜電カ(庫倫力)的靜電型或使用磁力的洛倫茲型等。
另外，例如當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)22的高電平不超過同步檢波電路326的邏輯閾值的情況下，可以將對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)22進(jìn)行緩沖而得到的信號(hào)作為SCF電路330的時(shí)鐘信號(hào)28。本發(fā)明包含與在實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)實(shí)際相同的結(jié)構(gòu)(例如功能、方法和結(jié)果相同的結(jié)構(gòu)或目的和效果相同的結(jié)構(gòu))。此外，本發(fā)明還包括將在實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)的 非本質(zhì)的部分進(jìn)行置換后的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明還包括能達(dá)到與在實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)相同的作用效果的結(jié)構(gòu)或能達(dá)成同樣目的的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明還包括對(duì)在實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)附加公知技術(shù)后的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)電路，其驅(qū)動(dòng)振子進(jìn)行振蕩，其中，該驅(qū)動(dòng)電路具有 電流電壓轉(zhuǎn)換部，其將經(jīng)由第I信號(hào)線輸入的上述振子的振蕩電流轉(zhuǎn)換為電壓； 驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部，其根據(jù)由上述電流電壓轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)上述振子進(jìn)行振蕩的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)由第2信號(hào)線將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給上述振子； 振蕩檢測(cè)部，其根據(jù)由上述電流電壓轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)，檢測(cè)上述振子開始振蕩后上述振蕩電流是否達(dá)到了預(yù)定值； 啟動(dòng)振蕩部，其根據(jù)上述振蕩檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果，輔助上述振子的振蕩動(dòng)作，直到上述振蕩電流達(dá)到上述預(yù)定值為止； 第I電容器；以及 開關(guān)，其根據(jù)上述振蕩檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果，在上述振蕩電流達(dá)到上述預(yù)定值之前將上述第I電容器從上述第2信號(hào)線斷開，當(dāng)上述振蕩電流達(dá)到上述預(yù)定值之后將上述第I電容器連接到上述第2信號(hào)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中，上述第I電容器和上述開關(guān)串聯(lián)連接于上述第I信號(hào)線與上述第2信號(hào)線之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中，該驅(qū)動(dòng)電路還具有與上述第2信號(hào)線連接的第2電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)電路，其中，上述第2電容器連接于上述第I信號(hào)線與上述第2信號(hào)線之間。
5.一種物理量檢測(cè)裝置，其中，該物理量檢測(cè)裝置具有 權(quán)利要求I 4中的任意一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)電路；以及 由該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)振蕩的振子。
6.一種角速度檢測(cè)裝置，其中，該角速度檢測(cè)裝置具有權(quán)利要求I 4中的任意一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)電路。
7.一種集成電路裝置，其中，該集成電路裝置具有權(quán)利要求I 4中的任意一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)電路。
8.一種電子設(shè)備，其中，該電子設(shè)備具有權(quán)利要求I 4中的任意一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)電路。
全文摘要
本發(fā)明提供驅(qū)動(dòng)電路、物理量檢測(cè)裝置、角速度檢測(cè)裝置、集成電路裝置以及電子設(shè)備，既能縮短振子進(jìn)行穩(wěn)定振蕩所需的時(shí)間，又能維持穩(wěn)定振蕩。比較器(驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部)根據(jù)由I/V轉(zhuǎn)換電路(電流電壓轉(zhuǎn)換部)將經(jīng)由第1信號(hào)線輸入的振子的振蕩電流轉(zhuǎn)換為電壓的信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)由第2信號(hào)線提供給振子。振蕩檢測(cè)電路(振蕩檢測(cè)部)檢測(cè)振子開始振蕩后振蕩電流是否達(dá)到了預(yù)定值。啟動(dòng)振蕩電路(啟動(dòng)振蕩部)輔助振子的振蕩動(dòng)作，直到振蕩電流達(dá)到預(yù)定值為止。開關(guān)在振蕩電流達(dá)到預(yù)定值之前將電容器從第2信號(hào)線斷開，當(dāng)振蕩電流達(dá)到預(yù)定值之后將電容器連接到第2信號(hào)線。
文檔編號(hào)G01C19/567GK102650520SQ201210042908
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者押尾政宏, 柳澤良直, 菊池尊行, 西田稔洋, 高橋正行 申請(qǐng)人:精工恩琵希株式會(huì)社, 精工愛普生株式會(huì)社